桥梁工程中大体积混凝土裂缝的原因与控制

1、 PAGE - 12 -奥武广客运专线承稗台大体积混凝土盎施工技术扮摘要：爸通过选用合理的皑混凝土原材料，昂严格控制现场混袄凝土配合比，不把仅保证了客运专靶线桥梁承台的强拜度满足设计要求白，也实现了大体疤积混凝土的防裂靶目标半。傲关键词：肮承台 大体积哀混凝土 施工八技术1 工程概况霸武广客运专线桥拌梁承台结构尺寸按为5.6柏埃10.2伴俺2碍.0靶m懊、办12.5傲白9.2笆笆3.5邦m耙等九种结构型式捌，混凝土设计强背度为C30，均办采取一次性浇筑蔼，数量在八114.24 瓣m白3坝402奥.5m百3艾之间，均属于大扮体积混凝土施工耙。承台哀大体积混凝土疤由于结构厚，体扳积大和施工复杂瓣等

2、特点，除了满按足强度、耐久性稗等要求外，还必般须控制大体积混耙凝土裂缝的开展熬。柏大体积混凝土由熬于结构尺寸大，把水泥水化热引起皑混凝土温度升高蔼，热量不易及时坝散发，从而形成八较大的内外温差摆，较大的温差将暗形成较大的温度搬应力，从而引起岸混凝土表面裂纹艾。俺目前，百随着高性能混凝暗土在铁路客运专颁线背桥梁拌施工中的全面应柏用，对桥梁傲大体积混凝土的扒施工技术和质量疤控制鞍，也逐步引起大办家扮的重视。本文肮对八武广客运专线承罢台大体积混凝土熬的吧施工昂技术败进行分析按、把探讨。 佰2埃 霸承台跋混凝土奥配合比设计袄2.1 斑大体积混凝土的伴特点靶2.1.1蔼 大体积混凝土艾裂缝是指大体积俺混

3、凝土水泥水化柏热所产生的温度叭、收缩变形导致扮的裂缝，在现浇阿混凝土结构中必懊须予以控制这种半裂缝。翱2.1.2柏 蔼采用一次整体浇安注混凝土的方法搬和罢“挨综合温控俺”啊施工技术，有利笆于提高结构的整翱体性、抗渗性、背同时提高了结构颁的抗震能力。伴2.1.3佰 败大体积混凝土的坝施工工艺，减少扒了施工工序之间爸的交叉，取消了碍各种施工缝的处扳理工作，从而简翱化了施工程序，半加快了施工进度霸。芭2柏.背2罢 爱承台笆配半合比设计原则芭桥梁承台暗大体积混凝土配癌合比的设计原则绊：(1)在保证坝工程建设所规定芭强度、耐久性等唉要求和满足施工版工艺要求的前提癌下，合理选择使办用熬的挨材料，尽量减少按

4、水泥用量，降低岸混凝土绝热温升拔；(2)癌掺入掺和料时混唉凝土的水胶比应邦低于无掺和料的傲水胶比，胶凝材跋料总量应稍大于拌设计相同强度等般级传统混凝土的百水泥用量，以保袄证良好的施工性按，提高混凝土的版耐久性拜。搬2敖.败3癌 爸承台熬砼配唉合比的设计难点扒和解决的技术措拔施岸2.拔3伴.1八 安控制按混凝土水化热温矮升拌大体积混凝土应瓣尽量降低混凝土捌的绝热温升，降跋低绝热温升的有碍效办法是掺加适败量粉煤灰取代部绊分水泥。粉煤灰颁因含有大量的活拔性Si0唉2敖和A1胺2斑0罢3岸，有“固体减水啊剂”的美称，其版掺入混凝土中具搬有增强效应、增皑塑效应、填充效芭应和削减温峰的袄作用，是配制大矮体

5、积混凝土不可鞍缺少的材料。加叭入适当的粉煤灰绊可以改善混凝土拔的和易性，增加摆胶凝物质，降低蔼混凝土的水胶比拌，使混凝土的早奥期水化热明显降拌低。粉煤灰可以搬和水泥水化放出背的Ca(OH)袄2靶反应，降低水化凹热。皑因此，以粉煤灰昂置换部分水泥后翱，水化热放出的芭速度减缓了。水胺化热降低的比例胺，一般是粉煤灰按的置换率的案12左右。因翱此，通过扳添加版粉煤灰百可以班抑制混凝土的温捌升，柏 霸掺加缓凝剂可以爱延缓混凝土浇注坝时温度峰值，从巴而降低混凝土开叭裂的风险。拔2.岸3佰.2凹 霸控制爱混凝土泌水阿因熬水泥用量傲低，绊大体积混凝土碍施工中挨容易颁产生般泌水澳现象。百通过降低混凝土靶的水胶比

6、，尽量半减少混凝土拌合哀物的自由水，是皑降低泌水的有效澳办法。巴在混凝土拌合物熬中掺加增稠剂以扳改善混凝土粘度版，也可以大大改癌善混凝土的泌水癌情况。在承台配扮合比设计时，拟板采用以上技术肮措施背解决混凝土泌水爸问题。唉2.佰3搬.3俺 俺控制暗混凝土的收缩扒为了降低混凝土扮泌水而采用了低阿水胶比的技笆术笆措施奥，这同时也导致拌了混凝土的收缩扮加大，因碎石的瓣强度、密度、吸巴水率和外加剂种办类对混凝土干缩颁影响也很大。承翱台配合比设计时艾降低混凝土收缩跋的途径翱有矮：绊芭降低砂率，办捌选用强度高、密奥度大、吸水率小扒的碎石，爸跋选用收缩较小的懊聚羧酸系外加剂靶。啊2霸.板4般 板原材料优选澳2

7、.白4敖.1摆 胺水泥哀：宜败采用品质稳定、矮强度等级符合要肮求的低碱硅酸盐靶水泥或低碱普通癌硅酸盐水泥（掺靶合料仅为粉煤灰瓣或磨细矿碴）。跋品质应符合GB霸175-199哎9规定：水泥的伴比表面积不宜超爱过碍350m般2版/kg，碱含量罢不应超过0.6岸0%，游离氧化傲钙含量不应超过坝1.5%，水泥俺熟料中C扳3跋A阿的含量不宜超过哀8%(强腐蚀环翱境下不应大于5版%)，C邦4案AF含量小于7蔼%、C岸3扒S、C霸2颁S含量宜在40叭%45%之间耙的水泥。靶2.懊4俺.2暗 唉粉煤灰懊：宜选用烧吧失量懊较挨低埃的伴粉煤灰坝；熬2.熬4笆.3把 懊砂佰：宜选用白无潜在碱活性，盎坚固性试验的失稗

8、重率小于5蔼的中粗砂邦。矮2.瓣4按.4安 拔碎石挨：宜选用拌质地均匀坚固，半颗粒形状和级配佰良好，吸水率低扳，空隙率小扮，拜无潜在碱活性斑的碎石拜。敖2.罢4笆.5安 八水捌：宜选用自来水蔼。败采用绊赤壁市自来啊水，满足混凝昂土拌合用水标准背JGJ638爸9的要求。柏2.啊4袄.6扮 岸外加剂巴：氨在混凝土中掺加颁高效减水剂，可版以改变水泥浆体拜的流变性能，改阿变水泥及混凝土翱结构，起到改善盎混凝土性能的作昂用。盎宜选用靶聚羧酸系列混凝耙土外加剂，聚羧罢酸外加剂减水率暗高、掺量低、与暗低碱水泥适应性疤好，能够大大改岸善混凝土拌伴合物的经时损失哀，延缓混凝土温伴升峰值出现的时邦间，减小混凝土靶

9、的收缩。版2懊.斑5皑 啊配合比设计凹经过大量的试验邦，最终确定以下颁配合比。肮混凝土配合比试叭验结果矮 表伴1肮材料用量拌(kg捌/凹m3)扳坍落度办(mm)袄凝结时间般(h)岸抗压强度澳(MPa)爱水胶比版水泥邦粉煤灰瓣砂吧碎石安水吧减水剂吧初凝八终凝叭1霸d矮3白d佰28熬d胺56d挨0.4摆2柏88摆102扒710般11百55暗15碍6傲3.靶112笆150哎14.16靶18啊.5爸7.4百23百.百3霸4叭6绊.皑7耙50坝.拌1版3翱 邦混凝土现场施工把3伴.班1板混凝土生产蔼混凝土的生产蔼拌和站巴配备l邦套HZS90型案混凝土拌和设备埃，6台混凝土输盎送车隘。伴3白.2阿 百承台

10、混凝土挨浇八筑工艺斑承台混凝土浇筑绊采用拖泵送熬或搬布料机稗布料。混凝土分邦层浇筑、分层振捌捣，每层浇注厚柏度控制在30c盎m捌左右拌，沿横桥向进行芭，斜向分层厚度吧30暗傲40cm，采用邦ZD75型振捣凹棒，间距50c败m，佰施工时俺安排2捌根爱振捣八棒振捣，保证混巴凝土的密实性。柏通过现场般技术奥值班人员现场精翱心控制，在承台搬混凝土浇注过程癌中，混凝土拌合氨物质量稳定，所案拌制的混凝土澳和易性良好，流佰动性好，无泌水拜现象发生，混凝版土凝结时间正常班。敖4扳 颁承台混凝土温度爱测量拔和控制翱技术皑混凝土的生产、拌运输、浇筑和温挨度及表面按养凹护，是保护大体氨积混凝土温度裂霸缝的关键环节。

11、安而控制手段主要癌是控制混凝土的芭内外温差挨耙T：熬巴TTpTr鞍Tf扒式中：Tp 唉柏起始浇筑温度；艾Tr 氨爸水泥水化温升；拌Tf阿邦天然或人工冷却敖后浇筑块的稳定罢温度。拌4.1肮 耙大体积混凝土内耙部最高温度计算办在大体积砼施工俺前先进行混凝土哀绝对升温计算，八以便预先采取相拜应措施降低温度凹，改变约束条件败，防止砼裂缝，凹确保大体积砼的啊施工质量。混凝邦土内部的最高温瓣度Tmax按下班式计算：摆TmaxT盎0胺+(WQ)/(俺Cr)案伴+(F)/(5唉O)绊跋式中：T阿0佰挨混凝土的浇筑入拜模温度(扮奥)白瓣，T般0鞍=20安罢W瓣懊每m跋3昂混凝土中水泥的耙用量(kg/m安3隘)，

12、癌邦W=俺288 kg凹/m埃3昂F哎哀每m靶3白混凝土中粉煤灰跋的用量(kg/胺m凹3按)稗稗，F=哀102 kg按/m百3霸Q唉斑每kg水泥水化百热(J/kg)拔板，Q=400 伴J/kg隘C半扳混凝土的比热把瓣，C=0.98暗r拌败混凝土的密度耙袄，r=百2414 kg哎/m挨3岸邦不同厚度的浇筑班块散热系数(见隘表2)绊罢4.2澳 案大体积混凝土的爸测温扒技术败4败.案2板.哎1扮 耙测温点布置隘根据承台的尺寸拔，在承台竖直胺方向：在距砼氨上下跋表面般10厘米暗以及砼中间部位耙布置三个测温点斑。水平方向：分阿别在距边缘板1米坝和中间部位布置板三个点。办测温线布置：用扒钢筋将测温线固凹定

13、好，传感器距翱离钢筋端部肮10厘米澳，不得与钢筋接跋触，将钢筋另一哎端与上层钢筋固佰定好以后，将引凹出线收成一束，斑穿入管中，固定爱在横向钢筋下引颁出，以免浇筑时哎受到损伤。霸测温点传感线缆办在混凝土浇筑前拜须准确定位，以隘防止在混凝土浇矮筑的过程中移位挨而造成测量数据鞍失真。挨4.2.2癌 败测温工具疤根据实际情况选疤择隘便携式建筑电子按测温仪。袄4.2.3胺 爸测温艾频率肮在混凝土浇筑完八毕后的升温和峰耙值持续阶段，既笆开始的3埃澳4天，每隔2小斑时测温1次；待唉测罢温趋于平稳后的案降温阶段，每4爸小时测温1次。扒在测量混凝土内盎部温度的同时，奥测量外界的环境碍温度。根据测点柏编号顺序，记

14、录巴所测温度数据，吧当测位的混凝土暗内外温差不百大稗于20靶0暗C并趋于稳定时摆为止。隘4.3碍 疤承台混凝土温度矮控制佰措施邦4.3埃.拜1懊 吧冷却水管的埋设肮通过综合比较散霸热效率和经济效百益，冷却水管采隘用27mmX熬2mm凹的薄壁铁管，水柏管接头采用丝扣跋套筒连接。在混挨凝土施工前，水胺管系统均经过通百水试压，仔细检皑查每一个接头，版确保管路不漏水按。在混凝土浇筑俺和钢筋绑扎过程凹中，不得损坏管捌路，确保供水的扮连续性。冷却水版管管路采用回旋巴形布置，水平管巴间距为稗150厘米盎，距离四周边缘扒为按50厘米鞍；对于承台高度罢为版2米昂时，在承台布置傲二敖层冷却水管俺（具体见下图）耙。

15、哎4.3.2叭 通水控制温度扮根据混凝土浇筑霸过程中的测温情版况，适时搬向跋管内通水，通过搬水吧循环，带走哎承台混凝土芭内部的白部分稗热量，使混凝土唉内部的温度降低扳到要求的限度。肮控制冷爱却水进、出水的佰温差不大于敖5唉0吧C笆。根据测温数据癌相应调整水循环稗的速度，以充分八利用混凝土的自皑身温度，埃即案中部温度高、四胺周温度低的特点邦，在循环过程中巴自动调节温差。办冷却水管安装时邦，要挨用熬钢筋骨架和支撑昂桁架固定牢靠。敖在承台边设置循拔环水蓄水池，用捌来把循环出的热罢水浇筑到砼表面肮来减少砼内外的唉温差。哀4.4肮 承台爸混凝土摆测疤温统计巴同样以笆下余角海特大桥袄2#八桥墩承台测温统癌

16、计资料图表为例耙，艾各测点的温度图哀表如下；唉（表面温度、中摆心温度、环境温阿度）捌通过温度测量监捌控，承台混凝土叭内部最高温度为扒59案岸，与承台混凝土肮表面温差小于叭20挨傲。达到了预期的摆目的，该承台施案工方法是可行的俺。疤4版.扮5安 安承台外观质量、百裂纹检查情况罢浇注完成的混凝瓣土成品，颜色均拔匀，无蜂窝、麻艾面伴等质量通病出现佰。现场制取混凝按土抗压试件强度澳合格。经摆现场岸仔细检查确认败承台扳混凝土无有害裂斑纹产生。凹5 按混凝土的保温养邦护鞍混凝土浇筑完毕氨后转入养护阶段爸。防止混凝土开佰裂的一个重要原奥则是尽可能使新熬浇筑混凝土少失扒水分及内外温差挨控制在允许范围霸内（不大

17、于唉20柏敖）。混凝土边缘安部分散热快、温扒度峰值低，而中扳心部位散热慢、巴温度峰值高，同百时在混凝土表面蔼干燥或水分蒸发袄过快时，都会引败起表面混凝土开班裂，且裂缝会向办内发展。因而，啊在采取混凝土内埃部降温措施的同捌时，在承台混凝佰土裸露面须采取佰适当的保温、保般湿措施。在承台霸混凝土终凝后，氨须对承台表面进傲行蓄水养护，采瓣用直接在基坑内熬蓄水的方法，蓄靶水深度为10暗50cm吧。白天环境温度靶较高，为加快混阿凝土内部热量的傲散发，需减少蓄奥水深度；晚上环哎境气温较低，为般保证混凝土内外按温差不至过大，艾需加大蓄水深度吧。邦6 熬施工质量通病防坝治措施扳6.1 胺避免砼圬工表面熬出现蜂窝

18、、麻面佰的措施胺6.1.1艾 扒砼搅拌时严格控板制配合比，经常吧检查，保证材料按计量准确。凹6.1.2靶 巴捣实砼拌合物时盎，插入式振捣器安移动间距不应大啊于其作用半径的熬1.5倍，振捣拜器至模板的距离爸应不大于振捣器挨有效作用半径的肮1/2。为保证胺上下层砼结合良埃好，振捣棒应插肮入下层砼5厘米挨。岸6.1.3凹 熬砼浇注时严格掌傲握好每点的振捣翱时间，合适的振碍捣时间由下列现拜象来判断：砼不班再显著下沉，不凹再出现气泡，砼佰表面出现水平状肮态，并将模板边熬角填满充实。瓣6.1.4安 叭砼灌注过程中注百意经常检查模板按、支架、堵缝等啊情况。隘6.2 啊避免出现砼圬工敖缺棱掉角的措施奥6.2.1笆 坝模板必须涂刷脱懊模剂,以利于拆矮模，砼浇注后应盎认真养护。捌6.2.2爸 班拆除砼圬工结构傲侧面非承重模板拜时，要确保砼强敖度已达到施工规岸范规定的标准。吧6.2.3凹 艾拆模时文明施工矮，不能用力过猛鞍过急，注意保护版棱角。霸6.2.4笆 罢加强成品保护，拜对于处在人多、办运料等通道处的伴砼阳角，拆模后耙用角钢等将阳角伴保护好，以免碰版伤。鞍6.3 傲避免桥涵砼圬工啊出现塑性裂缝的吧施工措施扮在砼圬工表面极凹易出现形状不规岸则、长短不一、百且不连贯，类案似干燥的泥浆面隘的塑性裂缝，为埃避免塑性裂缝的爱出现将采取